第2章飽和脂肪烴4學時

本章學習要求1.掌握烷烴、環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法；2.掌握烷烴、環(huán)烷烴的構象異構及環(huán)烴的順反異構；3.掌握飽和脂肪烴的主要化學性質；4.了解烷烴鹵代反應的歷程；5.了解常見的飽和脂肪烴。當前第1頁\共有80頁\編于星期三\7點一、烷烴的普通命名法1.碳原子數(shù)加“烷”字構成直鏈烷烴名稱。天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十以上用中文數(shù)字表示。如：十一烷，十二烷等。丙烷丁烷戊烷十一烷第一節(jié)烷烴當前第2頁\共有80頁\編于星期三\7點2.用正、異、新等詞區(qū)分碳架異構體正(n-)：直鏈烴CH3CH2CH2CH2CH3，（正）戊烷新(neo-)：從鏈端起第二個碳原子上帶兩個甲基新戊烷異戊烷異(iso-)：從鏈端起第二個碳原子上帶一個甲基當前第3頁\共有80頁\編于星期三\7點伯碳原子(一級碳原子，1°):與其他一個碳原子相連；仲碳原子(二級碳原子，2°):與其他兩個碳原子相連；叔碳原子(三級碳原子，3°):與其他三個碳原子相連；季碳原子(四級碳原子，4°):與其他四個碳原子相連。

3.碳原子分類：相應地，與伯、仲、叔碳原子相連的氫為伯、仲、叔氫原子。當前第4頁\共有80頁\編于星期三\7點

4.烷基的概念烷基：烷烴去掉一個氫剩下的原子團，通式為CnH2n+1,常用R-表示丙基n-Pr異丙基i-Pr正丁基n-Bu仲丁基sec-Bu異丁基i-Bu叔丁基t-Bu甲基Me乙基Et當前第5頁\共有80頁\編于星期三\7點能否用普通命名法命名？當前第6頁\共有80頁\編于星期三\7點

二、烷烴的系統(tǒng)命名法

國際上通用的IUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)命名法則。母體為戊烷系統(tǒng)命名的三個步驟——選主鏈、編號、寫全稱CH2CH3CH3CH2CHCH31、鏈要長：選擇含碳原子最多的鏈作為主鏈，決定母體，其他分支鏈作為取代基；當前第7頁\共有80頁\編于星期三\7點2、取代基要多：如果有兩種選取主鏈的可能，應該選擇取代基最多的碳鏈作為主鏈；選擇(a)鏈作為主鏈，能將復雜的取代基盡量簡化。(a)(b)當前第8頁\共有80頁\編于星期三\7點3、系數(shù)低：①將主鏈碳原子從離取代基最近的一端開始編號2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷CHHCCHH2CCH2CH3CH3CHCH3CH3H3CH2CCH31234567當前第9頁\共有80頁\編于星期三\7點②主鏈碳原子的編號有幾種可能時，應按照“最低序列”原則編號123456782,4,7-三甲基辛烷（不是2,5,7-三甲基辛烷）當前第10頁\共有80頁\編于星期三\7點③大小兩個不同的取代基處于主鏈兩端相同的位置時，應該給較優(yōu)基團以較大的位次。12345673-甲基-5-乙基庚烷當前第11頁\共有80頁\編于星期三\7點順序規(guī)則：原子序數(shù)大的優(yōu)先，如I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞H；同位素質量高的優(yōu)先，如D＞H；二個基團中第一個原子相同時，依次比較第二、第三個原子；重鍵分別可看作幾個單鍵的疊加；當前第12頁\共有80頁\編于星期三\7點寫法規(guī)則：(1)取代基名稱寫在母體名稱前面；(2)取代基之間用短線隔開，相同的取代基合并，位次用逗號

隔開，相同取代基數(shù)目用中文表示；(3)位次與基團之間用短線隔開；(4)基團列出順序：CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-,n-C4H9，n-C5H11，i-Pr，t-Bu123456782,6,6-三甲基-3-乙基辛烷當前第13頁\共有80頁\編于星期三\7點練一練：用系統(tǒng)命名法命名下列化合物2,5-二甲基己烷2,6,7-三甲基壬烷3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷2-甲基-3-乙基己烷當前第14頁\共有80頁\編于星期三\7點

例：

Csp3雜化CH4三、烷烴的結構當前第15頁\共有80頁\編于星期三\7點

甲烷的形成：四面體∠HCH=109.5°鍵+4當前第16頁\共有80頁\編于星期三\7點

乙烷的形成：當前第17頁\共有80頁\編于星期三\7點四、烷烴的異構現(xiàn)象和構象（一）碳胳異構(isomerism)

由于碳原子連接方式不同所產(chǎn)生的同分異構現(xiàn)象稱為碳胳異構（或碳鏈異構）。構造：分子中原子相互連接的方式和次序叫構造(constitution)。正丁烷異丁烷當前第18頁\共有80頁\編于星期三\7點

（二）烷烴的構象(conformation)

由于單鍵的旋轉產(chǎn)生的分子在空間的不同排列方式叫做構象。分子不同的構象稱為構象異構體。例1：乙烷的構象（CH3-CH3）重疊式交叉式1.透視式（鋸架式）：

旋轉(2n+1)*180°當前第19頁\共有80頁\編于星期三\7點2.紐曼投影式重疊式交叉式當前第20頁\共有80頁\編于星期三\7點BrHHBrHH例：1,2-二溴乙烷的構象（CH2Br-CH2Br）BrHHBrHHBrHHHHBrBrHHHHBrBrHHHBrH全重疊式部分重疊式對位交叉式鄰位交叉式＞＞＞當前第21頁\共有80頁\編于星期三\7點1,2-二溴乙烷構象能壘圖優(yōu)勢構象當前第22頁\共有80頁\編于星期三\7點3.優(yōu)勢構象

關于構象的研究是以能量為基點的。能量最低的構象最穩(wěn)定，最穩(wěn)定的構象稱為優(yōu)勢構象。

大基團錯開距離有利于分子能量降低，構象穩(wěn)定。優(yōu)勢構象不是所有分子的唯一構象，而是所占比例最多的構象。當前第23頁\共有80頁\編于星期三\7點四、烷烴的性質1.物理性質

2.化學性質相對穩(wěn)定——在室溫下不與強酸、強堿、強氧化劑反應，在特定條件下仍可反應。當前第24頁\共有80頁\編于星期三\7點（1）氧化與燃燒（oxidationandcombustion）瓦斯爆炸當前第25頁\共有80頁\編于星期三\7點（2）鹵代反應（halogenation)反應活性：F2>>Cl2>Br2>I2反應條件：光照或加熱當前第26頁\共有80頁\編于星期三\7點反應機理（reactionmechanism）Homolyticcleavage&heterolyticcleavage

異裂均裂當前第27頁\共有80頁\編于星期三\7點反應機理（reactionmechanism）:

烷烴在光照條件下與鹵素反應屬于自由基反應引發(fā):增長:終止:當前第28頁\共有80頁\編于星期三\7點自由基穩(wěn)定性：烷烴上的不同類型氫原子（自由基）取代反應活潑性：不同類型氫原子活潑性：叔﹥仲﹥伯﹥CH3-H當前第29頁\共有80頁\編于星期三\7點即自由基形成的難易程度為：3°﹥2°﹥1°﹥CH4結論：含單電子的碳上連接的烷基越多，這樣的自由基越穩(wěn)定。>>>中間體越穩(wěn)定反應越易發(fā)生，則產(chǎn)物就越多當前第30頁\共有80頁\編于星期三\7點一、環(huán)烷烴的分類按碳原子數(shù)目分為：小環(huán)、中環(huán)和大環(huán)

根據(jù)碳環(huán)數(shù)目分為：單環(huán)、二環(huán)或多環(huán)第二節(jié)環(huán)烷烴當前第31頁\共有80頁\編于星期三\7點1.單環(huán)烴二、環(huán)烷烴(cycloalkane)的命名(1)環(huán)為母體，取代基系數(shù)低；(2)多取代基中，較小取代基系數(shù)低；1-甲基-2-乙基環(huán)戊烷1-甲基-4-異丙基環(huán)己烷當前第32頁\共有80頁\編于星期三\7點(3)分子同時有大環(huán)與小環(huán)，以大環(huán)為母體，小環(huán)為取代基；(4)環(huán)上帶有較復雜的支鏈，則將碳環(huán)作為取代基來命名。1-甲基-3-環(huán)丙基環(huán)己烷2,5-二甲基-5-環(huán)丁基庚烷當前第33頁\共有80頁\編于星期三\7點2.螺環(huán)烴兩環(huán)共1個C的烴稱螺環(huán)烴，共用C稱為“螺原子”CCH2–CH2CH2–CH2CH2CH2CH256487213辛烷螺[3.4]=編號：從螺原子旁小環(huán)開始，先編小環(huán)，經(jīng)螺原子C，再編大環(huán)。命名：根據(jù)總C數(shù)，前綴“螺”，中間[a.b]由小到大，表示兩環(huán)C數(shù)。當前第34頁\共有80頁\編于星期三\7點3.橋環(huán)烴

兩環(huán)共用2個或2個以上C的烴為橋環(huán)烴，共用的C稱為“橋頭碳”CH2–CH–CH2CH2–CH–CH2CH2CH212345768辛烷雙環(huán)[3.2.1]=編號：從一個橋頭C開始，先編最長橋，經(jīng)另一橋頭C，再編次長橋，最后編短橋。命名：根據(jù)總C數(shù)，前綴“雙環(huán)”，中間[a.b.c]由大到小，表示三橋C數(shù)。當前第35頁\共有80頁\編于星期三\7點有取代基情況下：在不違反特定原則的前提下，再考慮官能團、取代基6-癸烯[4.5]2-甲基螺1345267庚烷雙環(huán)[4.1.0]7,7-二甲基當前第36頁\共有80頁\編于星期三\7點十氫萘立方烷金剛烷有些橋環(huán)烴的命名常用習慣名：當前第37頁\共有80頁\編于星期三\7點練一練：命名下列化合物7,7-二甲基-2-乙基雙環(huán)[2.2.1]庚烷1,5-二甲基-8-乙基螺[3,4]辛烷當前第38頁\共有80頁\編于星期三\7點三、化學性質(Chemicalproperties)1.催化加氫(catalyzedhydrogenation)×當前第39頁\共有80頁\編于星期三\7點2.與鹵素加成(additionwithhalogen)

使溴的CCl4溶液褪色，可鑒別開鏈烷烴與小環(huán)烷烴。環(huán)丙烷不能使KMnO4褪色，這可鑒別環(huán)丙烷與不飽和烴。當前第40頁\共有80頁\編于星期三\7點鑒別三步曲：

加試劑

看現(xiàn)象：顏色變化、沉淀產(chǎn)生或放出氣體

得結論當前第41頁\共有80頁\編于星期三\7點例：用簡單的化學方法鑒別環(huán)丙烷和丙烯CH3CH=CH2KMnO4/H+CH3CH=CH2褪色不褪色想一想：如何鑒別丙烷、環(huán)丙烷和丙稀？當前第42頁\共有80頁\編于星期三\7點3.與鹵化氫加成（馬氏規(guī)則）當前第43頁\共有80頁\編于星期三\7點馬氏規(guī)則：環(huán)在含氫原子最多和氫原子最少的兩個環(huán)碳原子之間斷開，且氫原子往往加到含氫較多的碳原子上。四元環(huán)及五元環(huán)在常溫下難反應。當前第44頁\共有80頁\編于星期三\7點4.

自由基取代(freeradicalsubstitution)

小環(huán)(3~4)易加成，與烯烴相似；中環(huán)(5~8)易取代，與開鏈烷烴相似。當前第45頁\共有80頁\編于星期三\7點1885年，拜爾(A.vonBaeyer)張力學說(straintheory)環(huán)中碳-碳鍵鍵角的變形會產(chǎn)生張力，鍵角變形的程度越大，張力越大。四、環(huán)烷烴的結構及其穩(wěn)定性60°82°103~106°當前第46頁\共有80頁\編于星期三\7點開鏈烷烴環(huán)烷烴角張力105.50

1140當前第47頁\共有80頁\編于星期三\7點

五、順反異構及環(huán)己烷的構象1.順反異構順-1，2-二甲基環(huán)丙烷反-1，2-二甲基環(huán)丙烷當前第48頁\共有80頁\編于星期三\7點2.環(huán)己烷及其衍生物的構象當前第49頁\共有80頁\編于星期三\7點椅式構象

船式構象

環(huán)己烷的船式和椅式構象，正常鍵角，無角張力，化學性質穩(wěn)定。當前第50頁\共有80頁\編于星期三\7點三組平行線組成；C1、C3、C5在一個平面上；C2、C4、C6在另一個平面上。3.環(huán)己烷結構特點162534當前第51頁\共有80頁\編于星期三\7點

六個與分子對稱軸平行的C-Hσ鍵，叫做直立鍵（a鍵，axial），另六個C-Hσ鍵與其成109°5′，叫做平伏鍵（e鍵，quatorial）。當前第52頁\共有80頁\編于星期三\7點轉環(huán)作用:一種構象的a鍵是另一種構象的e鍵。當前第53頁\共有80頁\編于星期三\7點4.取代環(huán)己烷的優(yōu)勢構象一取代：寫出甲基環(huán)己烷的椅式構象優(yōu)勢構象當前第54頁\共有80頁\編于星期三\7點二取代：1,2-二甲基環(huán)己烷優(yōu)勢構象順式反式當前第55頁\共有80頁\編于星期三\7點不同取代基:順-1-甲基-2-異丙基環(huán)己烷優(yōu)勢構象當前第56頁\共有80頁\編于星期三\7點規(guī)律：環(huán)己烷分子中最穩(wěn)定構象為椅式構象;一取代環(huán)己烷，取代基處于e鍵為優(yōu)勢構象;多元取代環(huán)己烷，在符合其構型的情況下，

取代基處于e鍵較多者為優(yōu)勢構象;4.環(huán)上有不同取代基時，大基團處于e鍵穩(wěn)定。當前第57頁\共有80頁\編于星期三\7點練習：1)反-1,2-二甲基環(huán)己烷；2)順-1,4-二甲基環(huán)己烷；1)2)優(yōu)勢構象當前第58頁\共有80頁\編于星期三\7點3)順-1-甲基-4-叔丁基環(huán)己烷的優(yōu)勢構象優(yōu)勢構象當前第59頁\共有80頁\編于星期三\7點

天然烷烴甲烷：制備乙炔、一氧化碳和氫氣、天然氣石油中的烷烴：“石油醚不是醚”生物體中的烷烴：蜂蠟、水果蔬菜的臘層、昆蟲的外激素、性引誘激素（第三代農(nóng)藥）當前第60頁\共有80頁\編于星期三\7點第三章不飽和脂肪烴Unsaturated

Hydrocarbon當前第61頁\共有80頁\編于星期三\7點掌握烯烴和炔烴的命名、順反異構、Z/E異構及次序規(guī)則；掌握烯炔的結構特點,了解親電加成反應機理；熟悉誘導效應、共軛效應，掌握共軛二烯烴的結構和性質特點。本章學習要求當前第62頁\共有80頁\編于星期三\7點丙烯基烯丙基CH2=CH2乙烯基CH3–CH=CH2CH3–CH=CH––H–CH2–CH=CH2–HCH3–C=CH2–H異丙烯基CH2=CH––H

一、烯烴和炔烴的命名乙炔基第一節(jié)烯烴和炔烴(alkenesandalkynes)當前第63頁\共有80頁\編于星期三\7點1、含雙鍵或三鍵的最長碳鏈為主鏈，從距雙鍵或三鍵最近的一端將主鏈碳原子編號，稱某烯或某炔。4,4-二甲基-2-乙基-1-己烯123456當前第64頁\共有80頁\編于星期三\7點2、分子中同時含有雙鍵和三鍵時,二者位次不同，以位次小者定為最低序位；二者位序相同時，以烯鍵為最低序位，但詞尾次序均為某烯-炔。3-甲基-1-庚烯-5-炔1-戊烯-4-炔當前第65頁\共有80頁\編于星期三\7點3-甲基-2-乙基-1-丁烯2,4-二甲基-2-己烯3-甲基-1-丁炔當前第66頁\共有80頁\編于星期三\7點3-甲基-6-乙基-1,4-環(huán)己二烯1,6-二甲基-1-環(huán)己烯3-甲基-1-環(huán)己烯1,3-環(huán)戊二烯當前第67頁\共有80頁\編于星期三\7點練習：命名下列化合物2-乙基-1-丁烯2,4-二甲基-1-戊烯2,3,5-三甲基-4-乙基-2-己烯3-甲基-1-庚烯-5-炔當前第68頁\共有80頁\編于星期三\7點二、烯烴和炔烴的分子結構例：乙烯的分子結構s